.

Ο λόγος στασίμων 1:1 ενός κεραιοσυστήματος, δεν συνεπάγεται τον 1:1 λόγο μεταφοράς ισχύος, προς την κεραία!

Friday, 25 April 2014

Any Length!

κάντε κλικ στην εικόνα

Γι' αρκετές μέρες τώρα, στην διπλανή στήλη με τις Δημοφιλείς Αναρτήσεις, κορυφαία ανάρτηση είναι η “πόσο μήκος rg58 θα έχω στην κάθοδο για την συχνότητα 144MHz”.
Η ανάρτηση αυτή γράφηκε τον Φεβρουάριο του 2011 και τον Οκτώβριο του 2013 το ίδιο ερώτημα ανέβηκε στο φόρουμ του “ηλεκτρονικά”, με τον γνωστό ξερόλα του φόρουμ να δίνει ρεσιτάλ ημιμάθειας! Με το μυαλό κολλημένο στον Συντελεστή Επιτάχυνσης ή Velocity Factor (VF), μαθαίνω ότι έφτιαξε και πρόγραμμα για να υπολογίζει τα μήκη καθόδου που θα συντονίσει η... κεραία;!
(ή έμπορος ομοαξονικών καλωδίων είναι ή ξερόλας; ή και τα δύο!)
Αυτήν την φιλικότατη κουβέντα σχετικά με τα “υπολογισμένα” μήκη καθόδου την είχα με τον συνάδελφο SV1AL* στο open day του DR electronics. Επέμενε ότι με την κοπτοραπτική της καθόδου και της κεραίας ταυτόχρονα, είχε φέρει τα στάσιμα στον 1.1:1 λόγο και ήταν ευχαριστημένος. Του είχα ζητήσει τότε ν' αλλάξει το μήκος των καλωδίων των ενδοσυνδέσεων για να διαπίστωνε ότι ο λόγος στασίμων θα άλλαζε αφού το όλο κεραιοσύστημα ευρίσκετο σε κατάσταση κρίσιμης ισορροπίας.
Ήρθε στην Ραδιοσυνάντηση του ΣΡΕ τον Δεκέμβριο και με βρήκε όπου παραδέχτηκε ότι είχα δίκιο αφού αλλάζοντας το μήκος του καλωδίου της γέφυρας μετρήσεως στασίμων, ο ενδεικνυόμενος λόγος στασίμων είχε αλλάξει!

Αφού προσπαθούν με μπακαλίστικους υπολογισμούς να σας πείσουν να χρησιμοποιήσετε συγκεκριμένα μήκη καθόδου, θα σας αποδείξω κι εγώ με την σειρά μου, μπακαλίστικα, ότι δεν ξέρουν τι γράφουν.
Απλώστε μία κουλούρα RG213 και συνδέστε στο ένα άκρο της μία Γεννήτρια RF με Zout 50Ωμ και τερματίστε την άλλη άκρη του ομοαξονικού καλωδίου σε ένα φορτίο με την ίδια χαρακτηριστική αντίσταση της γραμμής, 50Ωμ.
Ο λόγος στασίμων θα είναι 1.1:1.
Αρχίστε να αφαιρείτε 10 εκατοστά από το καλώδιο και να παίρνετε μετρήσεις. Αφαιρέστε 10 εκατοστά, 30 εκατοστά, 2 μέτρα, 50 μέτρα, όσο θέλετε. Η ένδειξη του λόγου στασίμων θα είναι η ίδια.
1.1:1
Τόση θα πρέπει να είναι η ένδειξη κι αν η κεραία έχει σύνθετη αντίσταση 50Ωμ.

Ανοίγω παρένθεση (άκουγα πριν μερικές ημέρες τον διάλογο δύο συναδέλφων σχετικά με τα προγράμματα εξομοιώσεως και σχεδιασμού κεραιών. Συμφωνούσαν και οι δύο ότι πάρα πολλές φορές ή σωστά σχεδιασμένη κεραία στην οθόνη του υπολογιστή, δεν συμπεριφέρεται το ίδιο σε πραγματικές συνθήκες.)Κλείνω παρένθεση.

Λογικό, αφού στην οθόνη του υπολογιστή η σχεδιαζόμενη κεραία είναι μόνη της ενώ στην πραγματικότητα περιβάλλεται από ένα σωρό εμπόδια τα οποία την αποσυντονίζουν αλλάζοντας την σύνθετή της αντίσταση προσθέτοντας Χωρητική ή Αυτεπαγωγική αντιαντίσταση(Reactance).
Οι Αμερικάνοι είναι φίλοι μας κι όταν γράφουν ANY LENGTH για το μήκος της καθόδου, έχουν υπ' όψιν τους ότι η κεραία είναι αυτή η οποία πρέπει να “συνηχήσει” στην συχνότητα της πηγής+γραμμής μεταφοράς και όχι το αντίθετο.
Στην αντίθετη περίπτωση κατά την οποία κάποιος προσπαθεί να ισορροπήσει τρεις μεταβλητές, το μήκος των σκελών της κεραίας συν το μήκος καθόδου συν την Zout χρησιμοποιώντας ένα συντονιστικό, σίγουρα θα κουραστεί πολύ με αμφίβολα αποτελέσματα και ίσως RFI στα μηχανήματα.
Τα πράγματα είναι απλά κι εύκολα.
Αντίσταση εξόδου του π/δ =50Ωμ!
Αντίσταση ομοαξονικού =50Ωμ!
Αντίσταση κεραίας =να ρυθμιστεί!!!
Με προσοχή φυσικά και χωρίς ακρότητες.
Too low SWR can kill you έγραψε ο Walter Maxwell W2DU, (η προσπάθεια) για λίγα στάσιμα μπορεί να σε σκοτώσουν.
Ατυχώς έχουμε θρηνήσει και Έλληνες συναδέλφους γι' αυτόν τον λόγο. Με προσοχή λοιπόν και αφού είναι δύσκολο κι επικίνδυνο να μετρηθεί η κεραία στο σημείο τροφοδοσίας της, τότε και μόνο τότε μπορείτε να υπολογίσετε το μήκος του ομοαξονικού έτσι ώστε να είναι λ/2 επί τον Συντελεστή Επιτάχυνσης(λ/2*VF). Τότε η μία άκρη του ομοαξονικού γίνεται καθρέπτης της άλλης και η όποια σύνθετη αντίσταση της κεραίας επαναλαμβάνεται κάτω στο shack εμπρός μας. Ρυθμίζουμε τότε την κεραία ανάλογα με τις ενδείξεις του αναλυτή κεραίας τον οποίο θα χρησιμοποιήσουμε. Αν η κεραία “συνηχήσει” στην συχνότητα, τότε μπορούμε να κόψουμε όσο μήκος καλωδίου περισσεύει αφού πιά η εξίσωση θα αληθεύει ως προς και τις τρεις μεταβλητές.
Πηγή 50Ωμ
Καλώδιο 50Ωμ
Κεραία 50Ωμ
Επαναλαμβάνω και πάλι. Μην φτάνετε σε ακρότητες!
Ακόμα και στην περίπτωση κατά την οποία η Σύνθετη Ωμική Αντίσταση της κεραίας δεν μπορεί να γίνει 50Ωμ αλλά παραμένει 75Ωμ(!) τα στάσιμα επί κεραίας θα είναι 1.5:1 και οι απώλειες θα είναι 4% της εκπεμπόμενης ισχύος. Το πλέον λογικό όμως είναι η κεραία να έχει Σύνθετη Αντίσταση 55Ωμ με 1.0833:1 στάσιμα(λιγότερα από το υποθετικό 1.1:1!!!) και απώλειες 0.16% της ισχύος!
(τους τύπους υπολογισμών θα τους βρείτε στην ανάρτηση Μεγάλες κεραίες για Μεσαίες συχνότητες! σχολιασμός της απάντησης σε σχόλιο...)
Χαλαρώστε λοιπόν και απολαύστε το ηδυπάρεργό μας, το χόμπυ που λέμε και στην Ελλάδα!

Αν κάποιος σας ζαλίζει το μυαλό βλακείες γαρνιρισμένες με συντελεστές και κουάρτα μήκους κύματος, πείτε του να τα στείλει στο Technical Department της ARRL. Αφ' ενός θα γίνει διάσημος κι αφετέρου εκατομμύρια ρ/ε θα τον ευγνωμονούν εις τον αιώνα των αιώνων! NOT!